随着移动通信的飞速发展,各种新兴的理论和技术都得以实施与应用来实现更高质量的通信与服务,智能天线就是其中之一。智能天线利用在信号传播方向上的差异,将同频率、同时隙的信号区分开来。它可以成倍地扩展通信容量,并和其他复用技术相结合,最大限度地利用有限的频谱资源,同时它能够抑制衰落提高通信质量。但是智能天线实现指向性发射的必要前提就是实现对信号源有效的波达方向(DOA)估计。因此,本文的主要目的就是利用空间谱估计理论实现智能天线下的DOA估计。空间谱估计理论是阵列信号处理中的一个重要研究方向,是在空域滤波、时域谱估计基础上发展起来的一门科学与技术。空间谱估计的最大特点在于算法,只有在深入理解与掌握算法的基础上,其工程应用才易于实现。因此,本文分析和讨论了部分空间谱估计算法,并根据阵列的自身特点提出改进算法。具体内容如下:首先,概述本文研究问题的背景和意义,介绍空间谱估计的历史和发展现状;其次,介绍智能天线的基本原理,包括概念、结构、分类和用途意义等;然后重点介绍了空间谱估计理论的基础知识,特别是针对常用的阵列模型、表达式和二阶统计量等进行了详细的说明,这些是实现有效DOA估计的基础;第三,针对智能天线阵列中最常用的均匀线阵阵列(ULA),利用空间谱估计基础知识,介绍了多种DOA估计方法,并从信噪比、信号源相关程度等不同方面对各方法的性能进行了比较和分析;第四,本文研究了另一种非常重要的智能天线阵列:均匀圆阵阵列(UCA)。UCA与ULA相比有很多优势,但是也由于阵列流型的复杂使得对UCA的DOA估计变得困难。本文分析讨论了多种UCA下的DOA估计方法,并针对UCA的自身特点对UCA-RB-MUSIC算法进行改进得到UCAM-RB-MUSIC算法;利用内插阵列变换实现圆阵平移DOA估计算法。仿真实验比较了各种方法的性能和优劣势,同时验证了各算法的有效性。最后,通过对本文工作的总结和回顾,展望下一步的工作计划。